咪唑啉缓蚀剂的合成与缓蚀性能研究

利用环烷酸及二乙烯三胺料合成咪唑啉缓蚀剂,合成产品可按沸程分为5个组分,利用红外光谱分析对产品的结构作了定性分析,并通过失重实验和自制的局部腐蚀模拟探头对合成咪唑啉的缓蚀性能进行了表征,结果表明这5个组分都具有咪唑啉环结构,且均具有良好的缓蚀性能,当使用量为5／10^6时,对Q235钢在酸性介质中的缓蚀效率最高可达93．81％,此外由于高沸点组分的分子结构中疏水基团较大,缓蚀效率也较高,实验结果还表明该产品对局部腐蚀亦有很好的缓蚀作用。     

取代基咪唑啉分子结构与缓蚀性能的实验研究

合成了四个取代基咪唑啉化合物,并进行IR和UV分析.用电 化学和失重法测试了化合物Ⅰ-Ⅳ的缓蚀率,发现四个取代基咪唑啉化合物的缓蚀率依次增 大. 从实验的角度探索了取代基与缓蚀性能的关系.实验结果和理论分析表明：具有P-π共轭体 系的咪唑啉化合物并同时在环上引入供电子基团,特别是具有共轭体系的取代芳烃,能增强 咪唑啉型化合物的缓蚀性能.     

咪唑啉/乙二胺四甲叉膦酸钠复配缓蚀阻垢剂的性能

采用静态阻垢试验筛选出具有优异阻垢性能的阻垢剂乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS),同时采用室内静态挂片法筛选出具有良好缓蚀性能的缓蚀剂咪唑啉,将两者进行复配,确定了最优配方,并考察了最优配方缓蚀阻垢剂的性能及其缓蚀阻垢机理。结果表明:最优配方为EDTMPS与咪唑啉质量比3∶1,此配方对CaCO3垢的阻垢率为91.3%,对CaSO4垢的阻垢率为98.8%,对BaSO4垢的阻垢率为46.5%,缓蚀率为76.6%;复配缓蚀阻垢剂对CaCO3垢的阻垢性随着加入量的增多、溶液中Ca2+含量的减少、试验温度的降低而上升。     

复配咪唑啉型缓蚀剂体系的缓蚀性能研究

以棕榈酸、二乙烯三胺为原料合成了咪唑啉,并用顺丁烯二酸酐对其改性得到了咪唑啉型缓蚀剂YQ-01,与助剂YQ-02复配得到复配缓蚀体系YQ-03.应用静态挂片失重法、电化学法和扫描电镜法研究了该复配缓蚀体系YQ-03的缓蚀性能.结果表明,该复配缓蚀体系YQ-03对A3钢在饱和CO2盐水体系的腐蚀具有明显的抑制作用,适用于抑制高矿化度、含CO2的油田水腐蚀.     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究——Ⅵ. H2S溶液中咪唑啉衍生物分子结构与其缓蚀性能的关系

利用交流阻抗、极化曲线和腐蚀失重法，在H2S溶液中研究了咪唑啉分子结构的变化与其缓蚀性能间关系。结果表明：位于中心咪唑环1，2位置上憎水和亲水支链长短结构的变化，极性官能团的存在对其缓蚀性能均具有较大的影响。当憎水支链碳原子为7和17时，化合物具有较好的缓蚀性能；憎水支链中双键的存在，可有效提高化合物的缓蚀性能，而羟基基团的引入，对其缓蚀性能却没有明显的改进。当亲水支链中含有两个氨基乙撑基团时，化合物缓蚀效果最好，硫脲基团的存在，也可有效提高咪唑啉化合物的缓蚀性能。唑咪环本身化学性质的改变，虽可改善其缓蚀性能，但因其水溶性较差不易用作缓蚀剂。     

油酸基咪唑啉缓蚀剂的合成与缓蚀性能

以油酸和二乙烯三胺为主要原料,合成了一种咪唑啉缓蚀剂。采用傅立叶红外变换光谱仪（FTIR）测量产品的红外光谱,分析官能团,推断分子结构;采用失重法、Tafel曲线外延法、电化学阻抗技术等对合成的缓蚀剂在模拟气田水环境中的缓蚀性能及缓蚀机理进行了研究。结果表明,合成缓蚀剂的红外光谱中含有较强的咪唑啉特征吸收峰,其氮原子上存在孤对电子,可与金属原子配位结合形成牢固的化学吸附层。缓蚀剂对Q235试样在模拟气田水环境中具有较强的缓蚀作用,当浓度仅为100mg·L^-1时缓蚀率即可达到85%左右,并随缓蚀剂浓度增大而增大。缓蚀剂分子在金属表面吸附并成膜,阻止侵蚀性的离子在金属表面吸附和氧原子的扩散,从而起到保护金属的作用,缓蚀剂为阳极型缓蚀剂。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的制备及其性能研究

以苯甲酸、三乙烯四胺为原料合成咪唑啉母体,采用1-氟-3-苯基丙烷对其进行改性来制备咪唑啉季铵盐缓蚀剂,并在油田水介质中进行腐蚀性能的评价。结果表明,红外谱图证明该实验成功地合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂;缓蚀剂用量、腐蚀时间和温度对L80钢在油田水介质中缓蚀率的影响明显;SEM实验表明,缓蚀性能提高的原因为在L80钢表面形成了均匀、致密、具有菱形晶态组织的吸附膜。     

油酸基咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能和量子化学计算

针对CO2腐蚀特点,以植物油酸A为原料分别与二乙烯三胺、三乙烯四胺及四乙烯五胺反应合成了三种咪唑啉中间体,再利用氯化苄将其季铵化制备了A,B,C3种缓蚀剂.采用失重法、电化学方法及扫描电镜(SEM)评价了3种缓蚀剂在饱和CO2的6％ NaCl水溶液中对N80碳钢的缓蚀性能,并探讨其在N80碳钢表面的吸附行为.结果表明,缓蚀剂C缓蚀效果最优,当其加量为2.0×10-3 mol/L时,缓蚀率达到86.74％.3种缓蚀剂的吸附行为均服从Langmuir吸附等温式,属于以化学吸附为主的混合吸附.同时运用Gaussian 03W程序、密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6 31G*方法对3种咪唑啉缓蚀剂进行结构优化,得到它们的稳定构型和量化参数.量子化学计算表明,3种分子都具有较强的反应活性,活性区域集中在咪唑环和亲水支链上,其中分子C的反应活性最强,其次是B和A.理论计算与试验结果相一致.     

油田酸化液中咪唑啉及其季铵盐的缓蚀作用

采用静态挂片法对合成的两种咪唑啉及其季铵盐的缓蚀性能进行了研究,结果表明,环烷基咪唑啉(NI)、月桂酸咪唑啉(YUC)在60℃15%盐酸、9%的土酸中对N80钢有较好的缓蚀效果;随着咪唑啉季铵盐(NIAS)与硫脲基咪唑啉季铵盐(SUDEI)加量的增大,缓蚀率增大;随盐酸或土酸浓度增加,缓蚀率降低;NIAS的缓蚀效率随温度的升高显著下降,而SUDEI的缓蚀效率受温度影响不显著。NIAS、SUDEI对A3钢的缓蚀效果比对N80钢的缓蚀效果好。在酸性介质中,SUDEI对N80钢的缓蚀效果优于NIAS,在60℃9%土酸中,SUDEI加量为0.1%时,对N80的缓蚀率达到98.50%,腐蚀速率为1.39g/m~2·h,能满足中国石油天然气行业标准要求,而NIAS则不能。     

海洋用钢焊接件海水腐蚀性能研究

本文采用开路电位、强极化曲线以及金相显微镜和X射线衍射等手段,研究DH36海洋用钢的焊接件S-335-2在海水中的电化学腐蚀行为、电偶腐蚀的倾向及其腐蚀产物成分。结果表明,焊接件各个部位在海水中的腐蚀速率均较小,在16～20μA.cm-2范围内,阴极反应由氧扩散过程控制。开路电位和电极电位均随时间负移,各个位置电极电位差较小且负移幅度接近,发生电偶腐蚀的倾向较小。腐蚀产物以γ-FeO(OH)为主。     

A3、20#和X70钢室内模拟流动海水腐蚀试验

设计并建立了实验室模拟流动海水腐蚀试验装置。对A3、20#、X70钢挂片和20#钢管路在流动人工海水中全浸暴露2、4、8、16、32天的腐蚀行为进行了试验研究。试验结果表明,流动海水中碳钢的腐蚀速率先降后升,然后趋于稳定;在动水试验中,锈层分为两层,底层以Fe3O4为主,表层以Fe2O3为主;在静水试验中,锈层以Fe2O3为主。     

微生物对碳钢海水腐蚀影响的电化学研究

通过在现场海水中暴露制备带微生物的试样,用电化学测量技术研究了微生物对碳钢海水腐蚀速度和腐蚀机制的影响。碳钢在海水中的腐蚀速度经历下降-稳定-上升的变化趋势。微生物主要是内锈层中的硫酸盐还原菌(SRB),其可加速碳钢的腐蚀。当内锈层中SRB的加速腐蚀作用大于锈层的缓蚀作用时,碳钢的腐蚀速度出现上升趋势。碳钢在海水中的腐蚀可分为氧扩散控制、过渡和SRB活性控制3个阶段。     

海水拌和混凝土中不锈钢筋早期腐蚀电化学行为研究

目的 研究海水拌和混凝土中不锈钢筋早期腐蚀电化学行为,从而有效解决海水海砂混凝土中的钢筋腐蚀问题。方法 采用压滤法提取了海水拌和水泥浆体孔溶液,监测了孔溶液pH值和氯离子浓度随时间的变化,采用开路电位(OCP)、交流阻抗(EIS)等电化学方法,结合扫描电子显微镜SEM(EDS)、背散射(BSE)形貌观测手段研究了不锈钢筋腐蚀电化学行为,深入分析了不锈钢筋在海水拌合水泥浆体中的钝化动力学过程。结果 尽管在早期304和316L不锈钢筋电位降至负值,均低于−0.35 V,氯离子浓度达到0.7 mol/L,但并未发生活化腐蚀,均可以发生正常钝化现象,海水拌和水泥浆体中316L不锈钢极化阻抗相比对照组(非海水拌合样品)有提升,腐蚀速率更低。随着水泥水化过程的发展,腐蚀电流密度逐渐降低至较低水平,304不锈钢腐蚀电流密度约为0.014 μA/cm²,316L不锈钢电流密度低于0.006 μA/cm²,展现出较高的耐腐蚀性能。海水拌和水泥浆体的电阻率与对照组浆体有一定差异,但整体相差较小。结论 304和316L不锈钢尽管在早期可以发生正常钝化现象,电化学结果体现出较高的耐蚀性能,但其在服役期的氯离子临界浓度值及脱钝机理需要进一步研究。     

Al-Zn-In-Si牺牲阳极在模拟海水及海泥环境中的电化学性能

目的 分析A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极在海水、海泥中的电化学性能.方法 采用恒电流极化进行4 d的加速实验,使用电化学阻抗谱(EIS)分析电化学腐蚀过程,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及三维超景深显微镜观察分析腐蚀形貌及表面化学成分,对比研究了Al-Zn-In-Si牺牲阳极在模拟海水和海泥环境下的腐蚀形貌、电化学性能.结果 在模拟海水和海泥环境中,尽管Al-Zn-In-Si牺牲阳极都满足DNVGL-RP-B401的要求,但在海泥环境中,其电化学效率仅为65.97％,远低于海水环境中的89.43％.牺牲阳极在海水环境中发生均匀腐蚀,而在海泥环境中却呈现严重的不均匀腐蚀现象,表面腐蚀坑为疏松多孔蜂窝状.结论 在海泥环境下,Al-Zn-In-Si牺牲阳极的腐蚀产物扩散困难,局部呈现腐蚀坑,自腐蚀速率高,导致电化学效率降低.溶解过程中,由于组织脱落,自身消耗增加,电化学容量降低,从而导致阳极在模拟海泥环境中的电化学性能低于海水环境,并揭示了阳极在模拟海水、海泥环境中的腐蚀机理.     

16Mn钢热浸镀ZnAl合金镀层在海水中应力腐蚀行为研究

通过慢应变速率拉伸试验和电化学试验，研究了纯锌、纯铝、ZnAl15、ZnAl25、ZnAl55在海水环境中的应力腐蚀开裂行为。慢应变速率拉伸试验表明ZnAl25在海水中的延伸率最高；快慢扫描极化曲线结果说明纯锌和纯铝在海洋环境中对应力腐蚀开裂较敏感，而ZnAl15、ZnAl25、ZnAl55 3种合金都具备一定的抗应力腐蚀的能力。扫描电镜的结果显示ZnAl25对海洋环境中的16Mn钢具有抗应力腐蚀开裂的作用。     

冷喷涂铝涂层在海水中的腐蚀行为研究

利用电化学测试手段研究冷喷涂铝涂层在海水环境中的腐蚀行为,并研究了冷喷涂铝涂层在中性盐雾中腐蚀速度的变化规律.结果表明,海水环境中冷喷涂铝涂层表面覆盖致密稳定的腐蚀产物,有效阻止了腐蚀介质向涂层内部的渗透,腐蚀速度随腐蚀时间的增加迅速降低.     

碳钢在模拟海水中的腐蚀行为研究

采用静态挂片试验、动电位极化曲线试验研究了碳钢在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明,Cl~-对腐蚀的影响最大,且腐蚀速度随着Cl~-浓度的增大先增大后减小,腐蚀形式主要为孔蚀;电极过程表现为阳极的极化率较小,阴极腐蚀过程的速度由氧的扩散过程所控制,腐蚀主要是氧的去极化所致。     

海水流速对典型金属管材腐蚀行为的影响

利用管路模拟腐蚀试验装置和电化学分析手段对比研究了4种典型海洋用金属管路材料在静态和动态海水环境中的腐蚀行为。结果表明,在静态海水环境中,碳钢的腐蚀速率远高于304不锈钢、B10铜合金和纯钛TA2。4种材料在3~10m/s流速内均为湍流腐蚀。流速为10m/s时,B10铜合金的动态腐蚀敏感性比304钢强,主要原因是在动态海水中B10的活化溶解区明显宽于304不锈钢,其成膜速度较慢。在静态和动态海水冲刷环境条件下,TA2由于在表面形成致密稳定的钝化膜,基本不发生腐蚀,是耐海水腐蚀性能最优异的管路材料。     

氧化铝-氧化锆烧结陶瓷的耐海水腐蚀性能

通过对Al2O3-ZrO2烧结陶瓷的SEM、孔径分布等多项性能表征,研究了该烧结陶瓷材料的耐海水腐蚀性能。结果表明,该烧结陶瓷材料经一年的海水浸泡后未发生腐蚀,可安全应用于海水体系中。